Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Методика проведения лабораторных исследований ТНУ в климатических условиях Северного Зауралья

Режим работы исследуемого теплового насоса [88] можно представить в следующем виде. В испарителе теплового насоса тепло невысокого температурного потенциала отбирается от источника низкопотенциального тепла и передается низкокипящему рабочему телу теплового насоса. Полученный пар сжимается компрессором. При этом температура пара повышается, и тепло на нужном температурном уровне в конденсаторе передается в систему воздушного отопления. Для того, чтобы замкнуть цикл, совершаемый рабочим телом, после конденсатора оно дросселируется до начального давления, охлаждаясь до температуры ниже источника низкопотенциального тепла, и снова подается в испаритель. Таким образом, тепловой насос осуществляет трансформацию тепловой энергии с низкого температурного уровня на более высокий, необходимый потребителю. При этом на привод компрессора затрачивается электрическая энергия. При наличии источника низкопотенциального тепла с более или менее высокой температурой количество тепла, поставляемого потребителю, в несколько раз превышает затраты энергии на привод компрессора. Отношение полезного тепла к работе, затрачиваемой на привод компрессора, является коэффициентом преобразования теплового насоса, и в наиболее

распространенных теплонасосных системах он достигает 3 и более.

1 – доступ наружного воздуха на испаритель теплового насоса; 2 – забор наружного воздуха для охлаждения конденсатора теплового насоса; 3 –

подогретый воздух поступающий в помещение; 4 - удаляемый воздух; 5 – конденсатора; 6 – испаритель; 7 – расширитель; 8 – компрессор; 9 – дверь 10
- окно.
Рисунок 3.2 –Организация воздушных потоков в лаборатории
В лаборатории ФГБОУ ВПО «Тюменская государственная сельскохозяйственная академия» была смонтирована система отопления на основе ТНУ. В период с 01.12.2011 г. по 05.02.2012 г., с помощью термографов был сделан ряд замеров температурных и влажностных параметров окружающей среды, температуры внутри помещения и основных узлов теплового насоса.
Наиболее интересными для анализа являются зависимости между температурой окружающей среды и температурой внутри помещения с ТНУ,

а также температуры окружающей среды и температуры на выходе (конденсаторе) теплового насоса, и потребление электрической энергии. Сбор информации по данным параметрам, позволит более точно определить коэффициент преобразования ТНУ, что уже в свою очередь приведет к более детальному понятию построения всей энергосберегающей системы.

Поскольку температура окружающей среды динамична, графически необходимо отобразить данные параметры с интервалами изменения температур по времени. Электропотребление установки при этом учитывалось, поскольку одной из целей постановки данных опытов было подтверждение рациональной работы оборудования в условиях зимнего периода Северного Зауралья.
Лабораторные испытания проводили в следующем порядке:

• 
  с помощью термогигрографов СГ-25 фиксировались значения температуры внутри помещения, влажности внутри помещения, температуры наружного воздуха, влажности наружного воздуха;
  
• 
  производилось включение ТНУ;
  
• 
  каждые пять минут с помощью термогигрографов фиксировались значения температуры и влажности внутри помещения и основных узлов теплового насоса;
  
• 
  с помощью счетчика электрической энергии Mercury 230 AM фиксировались показатели затрат электрической энергии;
  
• 
  показатели заносились в таблицы Excel;
  
• 
  после фиксации результатов тепловой насос отключали;
  
• 
  ждали возвращения температуры и влажности внутри помещения до уровня начала эксперимента и повторяли его в течение нескольких дней по вышеуказанной методике.
  

4.